EP0318977A1 - Spannvorrichtung - Google Patents

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EP0318977A1
EP0318977A1 EP88120013A EP88120013A EP0318977A1 EP 0318977 A1 EP0318977 A1 EP 0318977A1 EP 88120013 A EP88120013 A EP 88120013A EP 88120013 A EP88120013 A EP 88120013A EP 0318977 A1 EP0318977 A1 EP 0318977A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cone
hub
bushing
double
collar screw
Prior art date
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Granted
Application number
EP88120013A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0318977B1 (de
Inventor
Werner Hasenstab
Monika Seckendorf
Gabi Hasenstab
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VMA-NC Mess- und Antriebstechnik GmbH
Original Assignee
VMA-NC Mess- und Antriebstechnik GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to AT88120013T priority Critical patent/ATE94621T1/de
Publication of EP0318977A1 publication Critical patent/EP0318977A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0318977B1 publication Critical patent/EP0318977B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/09—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces
    • F16D1/093—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping
    • F16D1/095—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping with clamping effected by ring contraction only
    • F16D1/096—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping with clamping effected by ring contraction only the ring or rings being located between the shaft and the hub

Definitions

  • the invention relates to a clamping device for the frictional or frictional connection of a shaft to a hub.
  • a clamping device in which a cylindrical shaft is connected to an outer part by means of a bushing, the outer part in turn being able to be fastened to any machine element.
  • the bush has a central axial cylindrical bore, the diameter of which is slightly larger than that of the shaft. The socket can thus be pushed onto the shaft.
  • the known bush has a simply conical radial outer surface and comes into frictional engagement with a complementary inner cone.
  • the inner cone is located in a central bore of an outer part, which spans the hub and the bush.
  • the inner cone forms part of the inner wall of the central bore of the outer part.
  • a collar screw is used, which axially shifts the bushing when screwing in, which means that the bushing and the outer part are radially inward or outward due to the conical contact surfaces be pressed. This creates a frictional connection.
  • the collar screw presses with its end face, which is arranged perpendicular to the axis of the shaft and thus also the bushing, against an annular surface of the bushing likewise arranged perpendicularly to the mentioned axis.
  • the collar screw exerts only an axial, but no radial force on the bushing.
  • Clamping devices are also known in which the bushing is clamped with the associated cone with the aid of clamping screws. These clamping screws engage through a plurality of axial bores on the periphery of the bushing and into a plurality of correspondingly designed internal threads of the outer part.
  • a disadvantage of these known clamping devices is that due to the relatively long screws, corresponding axial installation clearances are required.
  • the installation requires the tightening of a plurality of screws as evenly as possible. This is time consuming and requires a certain qualification of the mechanic.
  • dismantling is usually not easy to do by unscrewing the clamping screws. Rather, it is necessary to knock it off with a suitable tool or screw in jacking screws into separate jacking threads.
  • the object of the present invention is to provide a tensioning device which takes up little space, is easy to assemble and detach and with which a high surface pressure can be achieved.
  • the tensioning device according to the invention thus has an approximately cylindrical bushing with a central axial bore for receiving a shaft or an axis.
  • This bore has a slightly larger inner diameter than the shaft or axis and can thus be moved axially.
  • At least one area or section of the radial outer lateral surface of this bushing is designed as a double cone.
  • the outside diameter of the cones increases from axially outside to axially inside.
  • the hub-side cone surface or the hub-side cone is flatter than the collar screw-side cone surface or the collar screw-side cone.
  • the hub-side conical surface expediently begins at the free, hub-side end of the double-cone bushing and extends to approximately "to the center" of the double-cone bushing.
  • the cone surface on the collar screw side then joins axially in the direction of the collar screw. Since the latter is steeper, it only extends over a smaller axial distance than the cone surface on the hub side.
  • the double cone bushing is expediently of cylindrical design from the “foot” of the cone surface on the collar screw side to the end on the collar screw side.
  • the bore in the outer part is designed over a certain axial area as an inner cone, which has a conical shape complementary to the hub-side conical surface.
  • the end of the inner bore of the outer part on the collar screw is approximately cylindrical, a thread being provided in the inner wall, which interacts with a thread on the outer surface of the collar screw.
  • the collar screw has a conical surface which is complementary to the cone surface of the bush on the collar screw side and which is expediently arranged on the end face of the collar screw.
  • the inclination of this counter surface and of course the inclination of the cone surface of the double cone bushing on the collar screw is steeper than the inclination of the cone surface of the double cone bushing on the hub side.
  • the tensioning device according to the invention consists of surprisingly few elements. Due to the high coefficient of friction of the tensioning device according to the invention and thus due to the high surface pressure, high torques can be transmitted.
  • the tensioning device according to the invention also enables simple space-saving and cost-saving assembly or disassembly using commercially available tools. Laborious turning during assembly is no longer necessary. There is also no need for complex loosening using forcing screws. An unprofessional kick-off is also not necessary.
  • the inclinations of the cone surface on the collar screw side and the conical counter surface are the same and can assume any values. However, values of 45 ° ⁇ 5 ° are preferred.
  • inclination is understood to mean the angle between the axis of the shaft or double-cone bushing and the conical outer surface of the respective cones.
  • the corresponding conical surfaces are radially circumferential in the case of a "cylindrical" configuration of the shaft, double-cone bushing and screw and inner cone or inner bore of the outer part.
  • the cone surface of the double cone bushing on the hub side has an inclination of 3 ° ⁇ 1 °.
  • the outer part can also be an outer ring that is inserted into a hub or something similar, or the hub itself.
  • the cone surface of the double cone bushing on the hub side and the inner cone have a slightly different inclination, the inclination difference being in particular 5 min. ⁇ 3 min.
  • the inner cone in particular is steeper than the cone surface on the hub side.
  • the double-cone bushing has at least one axially extending longitudinal slot of the type described in more detail below.
  • stop means on the double-cone bushing which are attached in particular to the end of the latter on the collar screw side.
  • the stop means are preferably arranged on the double cone bushing in such a way that the collar screw does not come into contact with them until the conical counter surface of the collar screw has already detached from the cone surface of the double cone bushing on the collar screw side. This is expediently the case after half a turn, so that the collar screw is already "free running".
  • the sling means is preferably a circlip which engages in a circumferential groove on the outside of the end of the double-cone bushing facing away from the hub.
  • the double-cone bushing has at least two opposing longitudinal slots which are offset by a maximum of 180 ° and each extend from the axial end to at least over the middle of the double-cone bushing.
  • a particularly preferred embodiment of the double-cone bushing is characterized by four opposing axial longitudinal slots, each offset by 90 °, each extending from one axial end to close to the other axial end.
  • the collar screw which can also be referred to as a collar nut, is preferably provided with a fine thread as an external thread, so that even a slight twisting is sufficient to achieve the desired bracing of the corresponding parts, whereby high surface pressures can be achieved with relatively small tightening torques.
  • the tensioning device according to the invention is also absolutely free of play; There is no deflection even with high dynamic loads.
  • the figure shows the clamping device 1 according to the invention in partial section.
  • the power transmission takes place via the outer ring 3 ', while in the embodiment shown below the axis 18, the power transmission from the shaft 5 takes place directly on the hub 3 N.
  • the double-cone bushing 8 is placed on the cylindrical shaft 5; the double cone bushing 8 has a central axial cylindrical through bore 8a, the inside diameter of which is slightly larger than the outside diameter of the shaft 2.
  • the outer diameter of the double-cone bushing slowly increases from the hub-side end 14, so that a hub-side cone surface 10 is formed which rotates radially.
  • the outer diameter of the double-cone bushing decreases towards the end 15 facing away from the hub, namely "faster” than in the region of the cone surface 10. This region represents the cone surface 9 on the collar screw side, which is also radial circulates.
  • Shaft 5 and double cone bushing 8 are inserted into a cylindrical bore recessed in the outer ring 3 'or in the hub 3 ⁇ .
  • the inner wall of the hub 3 ⁇ or the outer ring 3 is designed as an inner cone 4 with an inclination that is complementary to the inclination of the cone surface 10.
  • the inner wall of the bore of the outer ring 3 or the hub 3 ' is equipped with an internal thread 7 which interacts with an external thread 6 on the collar screw 5.
  • the collar screw 5 has an axial central cylindrical inner bore, the diameter of which is slightly larger than the outer diameter of the double-cone bushing 8 in this area.
  • the collar screw 5 When screwing in the collar screw 5 in the outer ring 3 'or the hub3 ⁇ , the collar screw 5 comes with its conical counter surface 11 against the conical surface 9 and presses the double cone bushing 8 axially into the outer ring 3' or Hub 3 ⁇ in.
  • the cone surface 10 comes into contact with the inner cone 4 and slides thereon.
  • the double cone bushing 8 Due to the action of the collar screw 5 and the inner cone 4, the double cone bushing 8 is radially compressed, with a surface compression taking place.
  • the double-cone bushing 8 has four longitudinal slots 12, which are arranged radially offset from one another by 90 °. These slots 12 extend from the end 14 to just before the end 15 remote from the hub.
  • a circlip 16 is provided which engages in a groove 17 which runs radially around the outside on the double cone bushing 8.
  • the inside diameter of the inner bore of the collar screw 5 is larger on the side facing away from the hub than on the side facing the hub.
  • a step or shoulder 19 is formed at the transition from the larger to the smaller inside diameter.
  • the circlip 16 comes to a stop when the collar screw 5 is unscrewed. Upon further unscrewing, the force exerted by the collar screw 5 is transmitted to the double-cone bushing 8 by means of the circlip 16, so that the latter is pulled out of the inner cone 4 and is therefore released.
  • the axial length of the collar screw 5 from the step 19 to the foot of the counter surface 11 is smaller than the axial length of the double cone bushing 8 from the foot of the cone surface 9 to the circlip 16. This ensures that when the collar screw 5 is loosened and thus when they are apart Moving the counter surface 11 away from the conical surface 9, the collar screw 5 "runs free” before it comes into contact with the circlip 16.
  • the collar screw 5 thus has axial play with respect to the double-cone bushing 8, about which it runs freely.
  • the outer edge of the outside of the outer ring 3 'or the hub 3 ⁇ located section of the collar screw 5 is otherwise designed as a hexagon, so that a tool for turning the collar screw 5 can be easily attached.

Landscapes

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Abstract

Die Spannvorrichtung dient zum reibschlüssi­gen Verbinden einer Welle (2) mit einer Nabe (3˝) und ist auf­gebaut aus einer mit einer zentralen axialen Bohrung zur Auf­nahme der Welle (2) ausgestatteten Doppelkonusbuchse (8), die mit Hilfe einer Bundschraube (5) axial verspannt wird. Die Bundschraube (5) greift dazu mittels eines Außengewindes in ein korrespondierendes, in einer Bohrung der Nabe (3˝) bzw. des Außenringes (3′) vorgesehenen Innengewinde ein. Die bundschrau­benseitige Konusfläche (9) der Doppelkonusbuchse (8) ist steiler als die nabenseitige Konusfläche (10). Zudem besitzt die Bund­schraube (5) eine zur bundschraubenseitigen Konusfläche (9) komplementär konische Gegenfläche (11).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum kraft­schlüssigen bzw. reibschlüssigen Verbinden einer Welle mit einer Nabe.
  • Es sind bereits gattungsgemäße Spannvorrichtungen bekannt, mit deren Hilfe beispielsweise eine Welle oder eine Achse spanntechnisch mit einer Nabe verbunden wird, wobei letz­tere auch Teil eines Kettenrades oder einer Kupplung sein kann bzw. dort integriert sein kann.
  • Aus der GB-PS 1 050 962 ist eine Spannvorrichtung bekannt, bei der eine zylindrische Welle mittels einer Buchse mit einem Außenteil verbunden wird, wobei das Außenteil wiederum an einem beliebigen Maschinenelement befestigt sein kann.
  • Die Buchse weist eine zentrale axiale zylindrische Bohrung auf, deren Durchmesser geringfügig größer ist als derjenige der Welle. Die Buchse ist somit auf die Welle aufschiebbar.
  • Die bekannte Buchse besitzt eine einfach konisch gestaltete radiale Außenmantelfläche und kommt mittels dieser mit einem komplementären Innenkonus in reibschlüssige Anlage. Der Innenkonus befindet sich in einer zentralen Bohrung eines Außenteils, welches die Nabe und die Buchse umspannt. Der Innenkonus stellt einen Teil der Innenwandung der zen­tralen Bohrung des Außenteils dar.
  • Um die konisch gestaltete radiale Außenfläche der Buchse mit dem Innenkonus in reibschlüssigen Kontakt zu bringen, wird eine Bundschraube zum Einsatz gebraucht, welche beim Einschrau­ben die Buchse axial verschiebt, wodurch die Buchse und das Außenteil aufgrund der konusförmigen Kontaktflächen gleich­zeitig radial nach innen bzw. nach außen gepreßt werden. Da­durch wird eine reibschlüssige Verbindung hergestellt.
  • Bei dieser bekannten Spannvorrichtung drückt die Bundschrau­be mit ihrer Stirnfläche, die senkrecht zur Achse der Welle und somit auch der Buchse angeordnet ist, gegen eine eben­falls senkrecht zu der genannten Achse angeordnete Kreis­ringfläche der Buchse. Mit anderen Worten, die Bundschraube übt nur eine axiale, jedoch keine radiale Kraft auf die Buchse aus. Dies ist nachteilig, denn die durch die Bundschraube ausgeübte Kraft trägt somit nicht zum Verpressen von Buchse und Welle bei. Letztere Kraft wird lediglich durch das Zu­sammenwirken vom Innenkonus des Außenteils mit der konisch gestalteten Außenmantelfläche der Buchse "aufgebracht".
  • Bedingt durch die geschilderte Ausgestaltung der Bundschraube und der Buchse läßt der Reibschluß zu wünschen übrig. Auch neigen derartige bekannte Kupplungen bei hohen Tourendreh­zahlen dazu, sich zu lösen und zu lockern, so daß entsprechen­de Sicherungen, beispielsweise Sicherungsstifte, vorgesehen werden müssen.
  • Es sind auch Spannvorrichtungen bekannt, bei denen die Buchse mit Hilfe von Spannschrauben mit dem dazugehörigen Konus ver­spannt werden. Diese Spannschrauben greifen durch eine Mehr­zahl axialer Bohrungen an der Peripherie der Buchse hindurch in eine Mehrzahl entsprechend gestalteter Innengewinde des Außenteils.
  • An diesen bekannten Spannvorrichtungen ist jedoch nachteilig, daß aufgrund der relativ langen Schrauben entsprechend axiale Einbaufreiräume benötigt werden. Zudem bedingt die Montage das möglichst gleichmäßige Anziehen einer Mehrzahl von Schrauben. Dies ist zeitraubend und setzt eine gewisse Qualifikation des Monteurs voraus. Zudem ist die Demontage in der Regel nicht einfach durch Herausschrauben der Spannschrauben zu erreichen. Vielmehr ist das Losschlagen mit einem geeigneten Werkzeug oder das Einschrauben von Abdrückschrauben in sepa­rate Abdrückgewinde erforderlich.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spannvorrich­tung bereitzustellen, die einen geringen Platzbedarf hat, ein­fach zusammenfügbar und wieder lösbar ist und mit der eine hohe Flächenpressung erzielt werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 näher be­schriebene erfindungsgemäße Spannvorrichtung. Die erfindungs­gemäße Spannvorrichtung besitzt somit eine in etwa zylindri­sche Buchse mit einer zentralen axialen Bohrung zur Aufnahme einer Welle oder eine Achse. Diese Bohrung hat einen gering­fügig größeren Innendurchmesser als die Welle bzw. Achse und kann somit darauf axial verschoben werden.
  • Zumindest ein Bereich bzw. Abschnitt der radialen Außen­mantelfläche dieser Buchse ist als Doppelkonus ausgestal­tet. Der Außendurchmesser der Konen nimmt von axial außen nach axial innen zu.
  • Die nabenseitige Konusfläche bzw. der nabenseitige Konus ist dabei flacher als die bundschraubenseitige Konusfläche bzw. der bundschraubenseitige Konus. Die nabenseitige Konusfläche beginnt zweckmäßigerweise an dem freien, nabenseitigen Ende der Doppelkonusbuchse und erstreckt sich bis etwa "zur Mitte" der Doppelkonusbuchse . Axial in Richtung Bundschraube schließt sich dann die bundschraubenseitige Konusfläche an. Da letzte­re steiler ist, erstreckt sie sich nur über eine geringere axiale Strecke als die nabenseitige Konusfläche. Die Doppel­konusbuchse ist zweckmäßigerweise vom "Fuß" der bundschrau­benseitigen Konusfläche bis zum bundschraubenseitigen Ende außen zylindrisch ausgestaltet.
  • Die Welle bzw. Achse ragt zusammen mit der aufgesetzten Doppelkonusbuchse in eine zentrale axiale "runde" Bohrung in dem Außenteil hinein und wird somit von letzterem umspannt. Die Bohrung im Außenteil ist über einen gewissen axialen Be­reich als Innenkonus gestaltet, der eine zur nabenseitigen Konusfläche komplementär konische Gestalt besitzt. Beim axia­len Verspannen der Doppelkonusbuchse kommt diese mit ihrer nabenseitigen Konusfläche gegen den genannten Innenkonus in Anlage und wird damit flächenverpreßt.
  • Das bundschraubenseitige Ende der Innenbohrung des Außenteils ist in etwa zylindrisch ausgestaltet, wobei in der Innenwandung ein Gewinde vorgesehen ist, das mit einem Gewinde auf der Außenmantelfläche der Bundschraube zusammenwirkt.
  • Die Bundschraube besitzt eine zur bundschraubenseitigen Konusfläche der Buchse komplementär konische Gegenfläche, die zweckmäßigerweise an der Stirnseite der Bundschraube ange­ordnet ist. Die Neigung dieser Gegenfläche und natürlich auch die Neigung der bundschraubenseitigen Konusfläche der Doppelkonusbuchse ist steiler als die Neigung der nabensei­tigen Konusfläche der Doppelkonusbuchse.
  • Durch Festdrehen der Bundschraube wird bewirkt, daß zuerst der flachere Konus der Doppelkonusbuchse den Formschluß mit seinem konisch komplementär gestalteten Innenkonus des Außen­teils herstellt.
  • Erst beim weiteren Hineinschrauben der Bundschraube wird dann der steilere Konus (bundschraubenseitige Konusfläche der Doppelkonusbuchse/komplementär konische Gegenfläche der Bund­schraube) reib- und formschlüssig festgepreßt. Umgekehrt wird beim Lösen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zuerst der steilere Konus freigesetzt, wodurch die Bundschraube sofort lose auf dem steileren Konus drehbar wird.
  • Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung besteht trotz ihrer vielen Vorteile aus verblüffend wenigen Elementen. Bedingt durch die hohen Reibwerte der erfindungsgemäßen Spannvor­richtung und bedingt somit durch die hohe Flächenpressung können hohe Drehmomente übertragen werden.
  • Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ermöglicht zudem eine einfache raum- und kostensparende Montage bzw. Demontage mit handelsüblichen Werkzeugen. Umständliches Drehen während der Montage entfällt. Auch ist kein aufwendiges Lösen mittels Abdrückschrauben erforderlich. Auch ein unfachmännisches Los­schlagen ist nicht nötig.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Neigungen der bundschraubenseitigen Konusfläche und der konischen Ge­genfläche gleich und können beliebige Werte annehmen. Be­vorzugt sind jedoch Werte von 45° ± 5°. Unter Neigung wird dabei im Rahmen der vorliegenden Unterlagen der Winkel zwischen der Achse der Welle bzw. Doppelkonusbuchse und der Konusmantelfläche der jeweiligen Konen verstanden. Die entsprechenden Konusflächen sind bei "zylindrischer" Ausgestal­tung von Welle, Doppelkonusbuchse und Schraube und Innenkonus bzw. Innenbohrung des Außenteils radial umlaufend.
  • Nach einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform besitzt die nabenseitige Konusfläche der Doppelkonusbuchse eine Neigung von 3° ± 1°. Bei den genannten Werten werden optimale Reib­werte erzielt, so daß auf weitere Sicherungselemente für die Doppelkonusbuchse bzw. für die Bundschraube verzichtet wer­den kann. Werte von 2° bis 15° können jedoch Anwendung finden.
  • Das Außenteil kann im übrigen ein Außenring, der in eine Nabe oder etwas ähnliches eingesetzt ist, oder die Nabe selbst sein.
  • Nach einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform besitzen die nabenseitige Konusfläche der Doppelkonusbuchse und der Innenkonus eine geringfügig unterschiedliche Neigung, wobei die Neigungsdifferenz insbesondere 5 Min. ± 3 Min. beträgt. Dabei ist insbesondere der Innenkonus steiler als die naben­seitige Konusfläche. Weiterhin weist die Doppelkonusbuchse mindestens einen axial verlaufenden Längsschlitz der weiter unten näher beschriebenen Art auf.
  • Durch diese Ausgestaltung wird eine Selbsthemmung der Doppel­konusbuchse bezüglich des Innenkonus durch eine Flächen­pressung erzielt, denn der nabenseitige Konus der Doppelkonus­ buchse wird unter Einfluß des Innenkonus radial komprimiert und dadurch gegen die Welle flächenverpreßt. Gleichzeitig liegt der nabenseitige Konus der Doppelkonusbuchse in der radial komprimierten Form gegen den Innenkonus in Anlage.
  • Weiterhin bevorzugt ist es, Anschlagmittel an der Doppel­konusbuchse vorzusehen, die insbesondere am bundschrauben­seitigen Ende letzterer angebracht sind. Beim Herausdrehen der Bundschraube kommt diese gegen die Anschlagmittel in An­schlag, nimmt diese bei weiterem Herausdrehen mit und zieht daher auch die Doppelkonusbuchse aus dem Innenkonus heraus.
  • Vorzugsweise sind die Anschlagmittel derart auf der Doppel­konusbuchse angeordnet, daß die Bundschraube erst dann gegen sie in Anschlag kommt, wenn sich die konische Gegenfläche der Bundschraube bereits von der bundschraubenseitigen Konus­fläche der Doppelkonusbuchse gelöst hat. Zweckmäßigerweise ist dies nach einer halben Drehung der Fall, so daß die Bund­schraube schon "freiläuft".
  • Bei den Anschlagmitteln handelt es sich vorzugsweise um einen Seegerring, der in eine außen am nabenabgewandten Ende der Doppelkonusbuchse umlaufende Nut eingreift.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung weist die Doppelkonusbuchse mindestens zwei gegenläufige, um maximal 180° versetzte Längsschlitze auf, die sich jeweils vom axialen Ende bis mindestens über die Mitte der Doppelkonusbuchse erstrecken. Eine besonders be­vorzugte Ausgestaltung der Doppelkonusbuchse zeichnet sich durch vier gegenläufige, um jeweils 90° versetzte axiale Längsschlitze aus, die sich jeweils von einem axialen Ende bis nahe ans andere axiale Ende erstrecken.
  • Die Bundschraube, die man auch als Bundmutter bezeichnen kann, ist vorzugsweise mit einem Feingewinde als Außengewinde versehen, so daß schon ein geringfügiges Verdrehen genügt, um die gewünschte Verspannung der entsprechenden Teile zu erreichen,wobei schon mit relativ kleinen Anzugsdrehmomenten hohe Flächenpressungen erreicht werden können.
  • Da erfindungsgemäß nur eine zentrale Bundschraube vorgesehen ist, können Mittenversätze der zu verbindenden Teile nahezu ausgeschlossen werden, da die Bundschraube selbst zentrie­rend wirkt. Dies führt zu optimalen Planlauf- und Rundlauf­eigenschaften.
  • Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist zudem absolut spiel­frei; auch bei hohen dynamischen Belastungen findet kein Aus­schlagen statt.
  • Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung wird anhand der folgen­den, eine bevorzugte Ausführungsform wiedergebenden Figur näher erläutert.
  • Die Figur zeigt dabei die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 im Teilschnitt. Bei der oberhalb der Achse 18 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Kraftübertragung über den Außen­ring 3′, während bei derjenigen Ausführungsform, die unterhalb der Achse 18 dargestellt ist, die Kraftübertragung von der Welle 5 direkt auf die Nabe 3˝ erfolgt.
  • Auf die zylindrische Welle 5 ist die Doppelkonusbuchse 8 aufgesetzt; die Doppelkonusbuchse 8 besitzt eine zentrale axiale zylindrische durchgehende Bohrung 8a, deren Innendurch­messer geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Welle 2.
  • Der Außendurchmesser der Doppelkonusbuchse nimmt vom naben­seitigen Ende 14 aus langsam zu, so daß eine nabenseitige Konusfläche 10 gebildet wird, die radial umläuft. Etwa in der Mitte der Doppelkonusbuchse 8, bezogen auf deren axiale Länge, nimmt der Außendurchmesser der Doppelkonusbuchse zum nabenabgewandten Ende 15 hin ab, und zwar "schneller" als im Bereich der Konusfläche 10. Dieser Bereich stellt die bundschraubenseitige Konusfläche 9 dar, die ebenfalls radial umläuft.
  • Vom "Fuß" der Konusfläche 9 bis zum nabenabgewandten Ende 15 der Doppelkonusbuchse stellt diese eine Buchse mit zylindrischem Außenmantel dar.
  • Welle 5 und Doppelkonusbuchse 8 sind in eine im Außenring 3′ bzw. in der Nabe 3˝ ausgenommene zylindrische Bohrung einge­setzt. Im Bereich der Konusfläche 10 ist die Innenwand der Nabe3˝ bzw. des Außenrings 3 als Innenkonus 4 ausgestaltet mit einer Neigung, die komplementär zur Neigung der Konus­fläche 10 ist.
  • Bundschraubenseitig ist die Innenwand der Bohrung des Außen­rings 3 bzw. der Nabe 3˝ mit einem Innengewinde 7 ausgestattet, das mit einem Außengewinde 6 auf der Bundschraube 5 zusammen­wirkt.
  • Die Bundschraube 5 besitzt eine axiale zentrale zylindrische Innenbohrung, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Doppelkonusbuchse 8 in diesem Bereich.
  • Beim Hineinschrauben der Bundschraube 5 in den Außenring 3′ bzw. die Nabe3˝ kommt die Bundschraube 5 mit ihrer konischen Gegenfläche 11 gegen die Konusfläche 9 in Anlage und drückt die Doppelkonusbuchse 8 axial in den Außenring 3′ bzw. die Nabe 3˝ hinein. Dabei kommt die Konusfläche 10 gegen den Innenkonus 4 in Anlage und gleitet auf diesem.
  • Bedingt durch die Einwirkung der Bundschraube 5 und des Innen­konus 4 wird die Doppelkonusbuchse 8 radial komprimiert, wobei eine Flächenverpressung stattfindet. Um dies zu er­leichtern, besitzt die Doppelkonusbuchse 8 vier Längsschlitze 12, die radial um 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Diese Schlitze 12 erstrecken sich vom Ende 14 bis kurz vor das nabenabgewandte Ende 15.
  • Am nabenabgewandten Ende 15 der Doppelkonusbuchse 8 ist ein Seegerring 16 vorgesehen, der in eine Nut 17 eingreift, welche außen auf der Doppelkonusbuchse 8 radial umläuft.Der Innen­durchmesser der Innenbohrung der Bundschraube 5 ist auf der nabenabgewandten Seite im übrigen größer als auf der naben­zugewandten Seite. Am Übergang vom größeren zum kleineren Innendurchmesser ist eine Stufe bzw. ein Absatz 19 ausgebil­det. Gegen die radial umlaufende Kreisring fläche dieser Stufe 19 kommt der Seegerring 16 beim Herausschrauben der Bund­schraube 5 in Anschlag. Beim weiteren Herausdrehen wird die von der Bundschraube 5 ausgeübte Kraft mittels des Seegerrings 16 auf die Doppelkonusbuchse 8 übertragen, so daß letztere aus dem Innenkonus 4 herausgezogen und daher gelöst wird. Die axiale Länge der Bundschraube 5 von der Stufe 19 bis zum Fuß der Gegenfläche 11 ist dabei kleiner als die axiale Länge der Doppelkonusbuchse 8 vom Fuß der Konusfläche 9 bis zum Seegerring 16. Dadurch wird erreicht, daß beim Lösen der Bund­schraube 5 und somit beim voneinander Wegbewegen der Gegen­fläche 11 von der Konusfläche 9 die Bundschraube 5 "freiläuft" bevor sie gegen den Seegerring 16 in Anschlag kommt. Die Bund­schraube 5 hat somit axiales Spiel bezüglich der Doppelkonus­buchse 8, um welche sie übrigens frei umläuft.
  • Der Außenrand des außerhalb des Außenrings 3′ bzw. der Nabe 3˝ befindlichen Abschnitts der Bundschraube 5 ist im übrigen als Sechskant ausgestaltet, so daß ein Werkzeug zum Drehen der Bundschraube 5 leicht angesetzt werden kann.

Claims (9)

1. Spannvorrichtung zum reibschlüssigen Verbinden einer Welle mit einer Nabe, aufgebaut aus einer mit einer zentralen axialen Bohrung zur Aufnahme der Welle ausgestatten Buchse, deren nabenseitige Außenmantel­fläche eine Konusfläche darstellt, einem Außenteil mit einer zentralen axialen Bohrung zum Umspannen von Welle und Buchse, wobei ein Abschnitt der Innenwand der Bohrung als ein zu der nabenseitigen Konusfläche der Buchse komplementärer Innenkonus ausgestaltet ist, und mit einer Bundschraube, die mittels eines Außengewindes in ein korrespondierendes, in der Bohrung des Außenteils vorgese­henes Innengewinde einschraubbar ist und dabei die Buchse axial verspannt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Buchse als Doppelkonusbuchse (8) ausgestaltet ist,
die bundschraubenseitige Konusfläche (9) steiler ist als die nabenseitige Konusfläche (10) und die Bundschraube (5) eine zur bundschraubenseitigen Konus­fläche (9) komplementär konische Gegenfläche (11) besitzt.
2. Spannvorrichtun nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Neigungen der bundschraubenseitigen Konusfläche (9) und der konischen Gegenfläche (11) gleich sind und 45° plus /minus 5° betragen.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nabenseitige Konusfläche (10) eine Neigung von 3° plus/minus 1° besitzt.
4. Spannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ekennzeichnet,
daß die nabenseitige Konusfläche (10) und der Innenkonus (4) eine geringfügig unterschiedliche Neigung besitzen, wobei die Neigungsdifferenz insbesondere 5′ plus minus 3′ beträgt und wobei insbesondere der Innenkonus (4) steiler ist.
5. Spannvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Doppelkonusbuchse (8) mindestens einen axia] ver­laufenden Längsschlitz (12) besitzt, der die Wandung (13) der Doppelkonusbuchse (8) zumindest bereichsweise vollständig durchsetzt.
6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch
mehrere sich vom nabenseitigen Ende (14) der Doppelkonus­buchse (8) bis kurz vor das nabenabgewandte Ende (15) er­streckende Längsschlitze (12).
7. Spannvorrichtung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch
gegenläufige Längsschlitze (12), die sich insbesondere abwechselnd vom nabenseitigen Ende (14) bis kurz vor das nabenabgewandte Ende (15) und vice versa erstrecken.
8. Spannvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
Anschlagmittel (16) an der Doppelkonusbuchse (8), gegen die die Bundschraube (5) beim Herausdrehen aus dem Außen­teil (3) in Anschlag kommt und mittels derer die Doppel­konusbuchse (8) aus dem Außenteil (3) gelöst wird.
9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlagmittel (16) derart angeordnet sind, daß die Bundschraube (o) erst dann dagegen in Anschlag kommt, wenn sie bereits von der Doppelkonusbuchse (8) gelöst ist und daß die Anschlagmittel insbesondere ein Seegerring (l6) sind, der in eine außen am nabeabgewandten Ende (15) der Doppelkonusbuchse (8) umlaufende Nut (17) eingreift.
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